水平管内高黏油水环输送减阻特性分析

随着人们对于石油资源需求的日益加深,常规原油逐渐枯竭。稠油的使用会成为一种趋势,世界稠油地质储量丰富,占全球石油剩余储量的70%,具有巨大的开发潜力和广阔的市场前景,但稠油自身具有黏度高、分子量大、流动性差的特点,这些性质为稠油的输送带来了极大的困难与挑战。因此,加快我国稠油输送技术及相关理论的研究创新是适应未来趋势变化的客观要求,是经济有效地开发输送稠油资源的必然选择。本文采用水环输送法对稠油水平管流减阻,用以探究水环包裹下的稠油水平管流阻力特性,分析入口含水率(5%~80%)、油(0.65~1.57m^(3)/h)、水(0.09~2.13m^(3)/h)相流量对于水环润滑减阻效果以及稠油流型的影响,自主设计水环输送稠油实验环道,引入有效粗糙度k*,建立环状流压降预测修正模型,分析讨论流型特征及形成环状流时的油水流量范围,结果表明:在一定条件下形成的水环能够有效地对稠油输送进行减阻;水环可以有效润滑管壁;修正后的压降预测模型与实验值对比相对误差介于±10%,RMSE=0.02,水环输送压降仅占纯油输送压降的0.01~0.24;油相流量较高时应注意水相流量,避免过大导致输油效率η以及减阻率DR下降。

配气站浮动式球阀阀芯迎流面冲蚀行为及其后果

为了避免配气站常用浮动式球阀因高运行负荷与气携粉尘持续冲蚀而突发安全事故,选用Ahlert冲蚀速率模型,模拟分析了当30°开度时304不锈钢阀芯迎流面的冲击角变化趋势,科学评估了阀芯迎流面的冲蚀行为与薄弱区域。结果表明,粉尘在阀芯迎流面A~I测点处的冲击角随壁厚损失呈同步增大趋势,迎流面受粉尘持续冲蚀而不断凹陷,致使迎流面上粉尘的流速从7.4 m/s降至5.9 m/s;迎流面冲蚀后表面粉尘流速也呈现减小趋势,从0.010 kg/s降低至0.005 kg/s,且颗粒沉积的区域也在向球体的后方移动;迎流面上各处壁厚减薄速率不一,应有针对性地布置球阀防冲蚀涂层,并采用动态方法核算球阀在节流工况下的使用寿命。研究结论可为配气站用球阀的设计和维护提供参考。

含水合物油包水管道输送体系压力波速研究

考虑水合物的相变、油相的压缩性、频率、虚拟质量力及体系的温度和压力的影响,建立了含水合物油包水体系的压力波速方程.研究结果表明,输送过程中水合物对体系的压力波速影响很大,在水合物分解区域,气体的出现使体系的压缩性大幅增加,压力波速急速降低;反之,在水合物生成区域,体系的压缩性减小,压力波速增大.随油水比、管径、温度的减小,压力波速均呈现减小的趋势;随压力、油相密度增加,压力波速呈现增大趋势;压力及温度通过影响水合物的分解速度,对体系压力波速产生影响.

输气站场过滤分离器压降与除尘效率变化特性

为通过压降来评价不同工况下过滤分离器的除尘效率和工作状况,指导现场过滤分离器滤芯的操作和更换,本文以输气站场典型卧式过滤分离器为研究对象,采用粉尘在线检测和计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,分析不同运行时间、运行压力下过滤分离器压降和除尘效率的静态与动态特性,并通过现场实际验证。结果表明:在相同标况流量下,操作压力越低,过滤分离器初始压降越高;随着过滤分离器的运行时间增长,其压降检测值将偏离拟合的最优二次曲线,其除尘效率也将呈下降趋势,特别是在运行压力较低时下降更快,其根源在于低压下气流速度快,可携带更多已聚结的颗粒流出,致使下游粉尘浓度上升;CFD方法预测与在线检测的除尘效率误差均低于20%,现场实际除尘量证实两种方法均有较高的准确性与可靠性,且适合过滤分离器压降与除尘效率变化的预测。

输气管道完全堵塞对压力与流量影响的数值模拟

输气管道因压力或温度骤变、脱水不达标、清管不及时等因素很可能造成管道完全堵塞,严重影响其正常运行与平稳供气。针对管道堵塞定位问题,现有方法尚处在理论分析与实验阶段,还无法满足现场实际需求。以某输气管道为例,采用SPS仿真软件,模拟分析输气管道堵塞对沿线特别是近端点500 m处的压力与流量的影响,验证现有压力或差压变送器对瞬变参数监测的可行性。结果表明:当输气管道起点与终点压力保持恒定时,一旦某处发生完全堵塞,该处上游的压力因气体压缩而迅速升高,反之,下游的压力因气体膨胀而迅速降低;突变压力波将分别在堵塞点上、下游管段内来回传播,波峰将逐渐衰减,直至两管段沿线各点压力分别达到起、终点压力时,两管段内无气体流动;距堵塞点越近,压力与流量波动越明显,且达到稳态的时间越短。研究结果为基于压力与流量监测的输气管道堵塞定位方法的深入研究奠定了理论基础。